人類血細(xì)胞向功能神經(jīng)元的轉(zhuǎn)化

斯坦福大學(xué)醫(yī)學(xué)院的研究人員發(fā)現(xiàn)，只需添加四種蛋白質(zhì)，血液中的人體免疫細(xì)胞就可以在三周內(nèi)直接轉(zhuǎn)化為功能性神經(jīng)元。

戲劇性的轉(zhuǎn)化不需要細(xì)胞首先進(jìn)入一種叫做多能性的狀態(tài)，而是通過一種叫做轉(zhuǎn)分化的更直接的過程發(fā)生的。

轉(zhuǎn)換效率相對較高——從1毫升血液中產(chǎn)生多達(dá)50，000個(gè)神經(jīng)元——這種轉(zhuǎn)換可以通過新鮮或預(yù)先冷凍和儲存的血液樣本來實(shí)現(xiàn)，這大大增加了研究精神分裂癥和自閉癥等神經(jīng)系統(tǒng)疾病的機(jī)會(huì)。

“血液是最容易獲得的生物樣本之一，”病理學(xué)副教授、斯坦福大學(xué)干細(xì)胞生物學(xué)和再生醫(yī)學(xué)研究所成員Marius Wernig博士說?！皫缀趺恳粋€(gè)走進(jìn)醫(yī)院的病人都會(huì)留下血樣，這些血樣通常會(huì)被冷凍保存起來，以備日后研究?！边@項(xiàng)技術(shù)是一項(xiàng)突破，它使得通過研究大量患者來理解復(fù)雜的疾病過程成為可能。"

描述這一發(fā)現(xiàn)的論文于《美國國家科學(xué)院院刊》年6月4日在線發(fā)表。Vergni是一位資深作家。原博士后研究員田邊浩二博士和研究生陳昂為主要作者。

面臨挑戰(zhàn)

轉(zhuǎn)分化技術(shù)最早是在2010年由Wernig的實(shí)驗(yàn)室開發(fā)的，當(dāng)時(shí)他和他的同事證明了他們可以將小鼠皮膚細(xì)胞轉(zhuǎn)化為小鼠神經(jīng)元，而無需首先誘導(dǎo)細(xì)胞成為多能細(xì)胞——這是一個(gè)靈活發(fā)育的階段，從這一階段開始，細(xì)胞幾乎可以成為任何類型的組織。他們繼續(xù)證明這項(xiàng)技術(shù)也可以用于人類皮膚和肝細(xì)胞。

令人震驚的是，在短短幾天內(nèi)將T細(xì)胞轉(zhuǎn)化為功能神經(jīng)元的過程如此簡單。

然而，每種方法都面臨挑戰(zhàn)，尤其是對于想要研究遺傳復(fù)雜的精神障礙(如自閉癥或精神分裂癥)的研究人員來說，需要數(shù)百個(gè)針對患者的個(gè)體化樣本來推斷幾十種或多種形式的相對貢獻(xiàn)。更多疾病相關(guān)突變。

從大量患者中產(chǎn)生誘導(dǎo)多能干細(xì)胞既昂貴又費(fèi)力。此外，獲得皮膚細(xì)胞涉及一個(gè)侵入性和痛苦的過程，”韋尼格說從數(shù)百名患者中產(chǎn)生誘導(dǎo)多能干細(xì)胞的前景令人生畏，這將需要復(fù)雜的重編程過程的自動(dòng)化。"

雖然皮膚細(xì)胞可以直接轉(zhuǎn)化為神經(jīng)元，但已經(jīng)活檢的皮膚細(xì)胞必須首先在實(shí)驗(yàn)室中生長一段時(shí)間，直到其數(shù)量增加——這一過程很可能會(huì)引入在細(xì)胞起源的人身上找不到的基因突變。去拿。

研究人員想知道是否有更簡單有效的方法來產(chǎn)生患者特異性神經(jīng)元。

“有點(diǎn)不可思議”

在這項(xiàng)新的研究中，Wernig和他的同事們把重點(diǎn)放在高度專業(yè)化的免疫細(xì)胞上，也就是血液中循環(huán)的T細(xì)胞。t細(xì)胞通過識別和殺死感染細(xì)胞或癌細(xì)胞來保護(hù)我們免受疾病的侵害。相反，神經(jīng)元是細(xì)長的細(xì)胞，可以沿其長度傳導(dǎo)電脈沖，使其在細(xì)胞間傳遞。然而，盡管這些細(xì)胞的形狀、位置和生物任務(wù)有很大不同，研究人員發(fā)現(xiàn)完成任務(wù)的過程出奇地容易。

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